القائمة الرئيسية

الصفحات

درس الخبر الوراثي : مفهوم الخبر الوراثي وطبيعته

درس طبيعة الخبر الوراثي وآلية تعبيره - الهندسة الوراثية

مدخل عام : رغم تنوع الكائنات الحية، ورغم الفروق البيفردية والسلالية داخل كل جنس، يلاحظ دائما أن هناك وحدة على مستوى الآلية الوظيفية عند كل الأجسام الحية، كما أن مختلف البروتينات المكونة لمختلف البنيات، تتكون من تسلسل الأحماض الأمينية، وتختلف هذه البروتينات فيما بينها بعدد ونوع وترتيب الأحماض الأمينية، وأن الصفات الشكلية والفيزيولوجية والسلوكية، تنتقل عبر السالالت المتعاقبة، الشئ الذي يبين أن هناك خبر وراثًي ينتقل من جيل إلى آخر. 

وقد سخر الإنسان علم الوراثة، فيما يعرف بالهندسة الوراثية، لتعديل الصفات عند بعض الكائنات الحية.

  1. أين يتموضع الخبز الوراثي ؟
  2. كيف يتم نقل الخبز الوراثي من جيل لآخز؟
  3.  ما هي الطبيعة الكيميائية للخبز الوراثي؟
  4.  ما العالقة بين الصفات الوراثية والخبز الوراثي؟
  5.  ما عالقة نوع وتزتيب الأحماض الأمينية للبزوتينات بطبيعة الخبز الوراثي؟
  6.  ما مبادئ الهنذسة الوراثية وتقنياتها ؟ وما مجالات تطبيقها ؟ 

طبيعة الخبر الوراثي

تمھید : 

ينتج التوأمان الحقیقیان عن بیضة واحدة، بعد التقاء مشیج ذكري ومشیج أنثوي. تنقسم ھذه البیضة إلى خلیتین، تتطور كل منھما، لتعطیان في الأخیر جنینین متشابھین، یشتركان في جل الصفات. ھذا التشابھ بین التوأمین یدل على أنھما تلقیا نفس الخبر من الخلیة الأصلیة (البیضة). وبالتالي فالصفات الوراثیة، یحكمھا برنامج وراثي دقیق، یتموضع على مستوى الخلایا، و ینتقل من خلیة إلى أخرى أثناء تكاثرھا.

  1. أین یتموضع الخبر الوراثي على مستوى الخلیة؟ 
  2.  كیف ینتقل ھذا الخبر عبر خلایا الكائن الحي؟ 
  3.  ما ھي الطبیعة الكیمیائیة للخبر الوراثي؟ 

Ι – أین یتواجد الخبر الوراثي؟ 

1 - الكشف عن تموضع الخبر الوراثي داخل الخلیة

أ – تجربة القطع عند الأمیبة Amibe : أنظر الوثیقة 1 .

 نلاحظ أن الجزء الذي یحتوي على النواة یستمر في الحیاة، ویتكاثر. نستنتج أن النواة ضروریة لحیاة الخلیة وتكاثرھا.

ب – تجارب القطع والتطعیم عند الأسیتابولاریا Acetabularia : أنظر الوثیقة 2.  

1 - الھدف من ھذه التجربة ھو تحدید دور النواة في حیاة الخلیة. 

2 - نلاحظ أن الوبر الجذري الذي یحتوي على النواة، وحده یستمر في العیش ویجدد خلیة كاملة (طحلب)، بنفس صفات الخلیة الأصل للنواة، أي أن شكل القبعة مرتبط بنوع النواة. انطلاقا من ھذا یمكن افتراض أن النواة ھي المسؤولة عن تشكل القبعة، إذن ھي الحاملة للخبر الوراثي.

ج – تجربة الاستنساخ عند العلجوم (Xénopes Crapaud) : أنظر الوثیقة 3

لقد أدى زرع نواة شرغوف أمھق داخل بویضة بدون نواة لعلجوم عادي، إلى إعطاء علاجم مھقاء. یتبین من ھذا أن العلاجم الناتجة عن الاستنساخ، لھا صفات العلجوم الذي أخذت منھ النواة، وبالتالي فالصفة أمھق انتقلت من نواة العلجوم الأمھق ولیس سیتوبلازم العلجوم العادي. 

ھذه المعطیات تؤكد استنتاجات تجارب التقطیع الخلوي عند الأسیتابولاریا، حیث أن النواة ھي موضع الخبر الوراثي. 

2 - خلاصة :

یتبین من كل التجارب السابقة أن النواة ضروریة لحیاة الخلیة ولتوالدھا، وأن ھذه النواة ھي التي تتحكم في التكوین الشكلي للخلیة. إذن المادة الناقلة للصفات الوراثیة توجد في النواة. أي أن الخبر الوراثي یتواجد على مستوى النواة.

ΙΙ – انتقال الخبر الوراثي عبر الانقسام الخلوي.  

1 - الانقسام غیر المباشر عند خلیة نباتیة.

یتم نمو المتعضیات وتجدید خلایاھا بالتكاث الخلوي، الذي یتم عبر الانقسام الخلوي، حیث تنقسم الخلایا الأم، لتعطي خلایا بنت مشابھة لھا. ویسمى ھذا الانقسام بالانقسام غیر المباشر (Mitose ) . یحافظ ھذا الشكل من التوالد على الھویة البیولوجیة للخلیة.

  1.  فكیف تتدخل ھذه الآلیة في انتقال الخبر الوراثي؟

 أ – ملاحظة خلایا نباتیة في طور الانقسام غیر المباشر. أنظر الوثیقة 4 

تبین ھذه الملاحظة أن الجدر یتكون من خلایا صغیرة ذات نوى مختلفة المظھر: بعضھا كبیر الحجم، وكروي الشكل، محاطة بغشاء نووي، وتضم شبكة كثیفة من الخییطات النوویة تسمى الصبغین كما تحتوي على نویات، تعتبر ھذه الخلایا في طور السكون، بعض الخلایا تلاشت بھا النواة وعوضت ببنیات على شكل خییطات تسمى الصبغیات Chromosomes ، وتعتبر في حالة انقسام غیر مباشر.

 ب – مراحل الانقسام غیر المباشر. أنظر الوثیقة 5.

1 - الترتیب الزمني للصور مع التعلیق:

الترتیب الزمني للصور ھو 2 - 5 - 4 - 3 - 1 

 التعلیق على الصور:

الصورة 2  : قبل الدخول في الانقسام غیر المباشر، تضم النواة شبكة كثیفة من الخییطات النوویة ھي الصبغین. نقول أن الخلیة في مرحلة السكون Interphase.

الصورة 5  : یختفي الصبغین الذي یتجمع على شكل خییطات تسمى الصبغیات Chromosomes .نقول أن الخلیة في المرحلة التمھیدیة Prophase.

الصورة 4  : تموضع الصبغیات وسط الخلیة مشكلة صفیحة استوائیة. نقول أن الخلیة في المرحلة الاستوائیة .Métaphase

الصورة 3  : انفصال الصبغیات إلى مجموعتین، تھاجر كل مجموعة في اتجاه أحد قطبي الخلیة. نقول أن الخلیة في المرحلة الانفصالیة Anaphase.

الصورة 1  : :اختفاء الصبغیات لیحل محلھا الصبغین في كل قطب من قطبي الخلیة، حیث تتشكل نواتین یظھر بینھما فاصل. نقول أن الخلیة في المرحلة النھائیة Télophase.

2 - الأسماء المناسبة لعناصر الشكل ب من الوثیقة وعدد الصبغیات: أنظر الشكل ب من الوثیقة. نستنتج من ھذه المعطیات أن الانقسام غیر المباشر یمكننا من المرور من خلیة أم بعدد 2n من الصبغیات لنحصل على خلیتین كل واحدة ب عدد 2n من الصبغیات، أي نفس الخبر الوراثي للخلیة الأم.

3  - ممیزات مراحل الانقسام غیر المباشر:

a - الطور التمھیدي La prophase

تتمیز ھذه المرحلة في بدایتھا بتكاثف الصبغین و انتظامھ على شكل خییطات تسمى الصبغیات، كل صبغي مكون من وحدتین، نسمي كل واحد منھما صبیغي Chromatide ،مرتبطین على مستوى الجزيء المركزي Centromère ،في نھایة ھذه المرحلة یتلاشى الغشاء النووي و النویات، وتظھر منطقة فاتحة في قطبي الخلیة، ھي عبارة عن كمات قطبیة polaires Calottes ،یظھر بینھما مغزل لالوني achromatique Fuseau 

b -  الطور الاستوائي La métaphase

خلال ھذه المرحلة تصبح الصبغیات أكثر وضوحا، و تتموضع على المستوى الاستوائي للخلیة مكونة الصفیحة الاستوائیة équatoriale plaque La ،و یكتمل تشكل مغزل الانقسام.

c - الطور  الانفصالي L'anaphase

تتمیز ھذه المرحلة بانشطار الجزيء المركزي، لیعطي جزیئین مركزیین، یتصل كل منھما بصبیغي، لیتضاعف عدد الصبغیات. تتكون مجموعتین متساویتین من حیث عدد الصبغیات، فتتم ھجرة كل مجموعة نحو أحد قطبي الخلیة نتیجة تقصیر الألیاف الصبغیة إنھا الھجرة القطبیة.

d - الطور النھائي La télophase

تتجمع الصبغیات و تتشابك و تفقد شكلھا الانفرادي الواضح، و تتحول إلى كثلة من الصبغین، ویتكون الغشاء النووي و النویات، ویختفي مغزل الانقسام، و یتكون جدار أولي للغشاء السیلیلوزي یفصل بین خلیتین بنتین تتوفران على نفس عدد الصبغیات. 

2 -  الانقسام غیر المباشر عند خلیة حیوانیة

من خلال ملاحظة مراحل الانقسام غیر المباشر عند خلیة حیوانیة، یتبین أنھ یشبھ انقسام الخلیة النباتیة في خطوطھ العریضة، مع وجود اختلافین رئیسیین: 

  • تتوفر الخلیة الحیوانیة على عضي خاص یسمى الجسیم المركزي Le centrosome  ،مكون من مریكزین 2Centrioles ،یشكل كل واحد منھما نجیمة قطبیة Aster ،یتكون بینھما المغزل اللالوني أثناء الانقسام الخلوي.
  • خلال الطور النھائي، یتم انفصال الخلیتین البنتین، بواسطة حلقة قلوصة تظھر على مستوى استواء الخلیة، تنقبض فتفصل الخلیة إلى جزأین متساویین، وتسمى ھذه الظاھرة بالاختناق الاستوائي  L'étranglement équatorial .

3 -  مفھوم الدورة الخلویة. أنظر الوثیقة 6

یكون كل انقسام غیر مباشر مسبوقا بمرحلة سكون، تتمیز بالتطورات التالیة: 

  1.  في الفترة G1 :یكون خیط الصبغین دقیقا وطویلا. 
  2.  في الفترة S :یخضع الصبغین لعملیة التضاعف. 
  3.  في G2 :الصبغین مضاعف. كل خیط یعتبر نسخة لقرینھ المرتبط بھ على مستوى الجزيء المركزي. 

بعد مرحلة السكون تدخل الخلیة في الانقسام غیر المباشر، والذي یتمیز بالتطورات التالیة: 

  1. في المرحلة التمھیدیة (P ) : یتلولب الصبغین لتظھر الصبغیات.
  2. في المرحلة الاستوائي (M) : تظھر الصبغیات  اقصى تلولب
  3. في المرحلة الانفصالیة (A) : تنفصل صبیغیات كل صبغي لتعطي صبغیین متماثلین. 
  4. في المرحلة النھائیة (T) : یزال تلولب الصبغیات وتعود من جدید إلى حالة الصبغین لندخل في مرحلة السكون.

یمثل مجموع مرحلة الانقسام غیر المباشر، ومرحلة السكون التي تسبقھ، دورة خلویة. والتي تؤدي إلى ظھور خلیتین بنتین جدیدتین . تأخذ كل خلیة نفس الصبغیات أي نفس الخبر الوراثي كأختھا، وھذا ما یفسر التشابھ بین الخلیتین البنتین من جھة وبین الخلیتین البنتین والخلیة الأم من جھة أخرى.

 ادن تنتقل الذخیرة الوراثیة من جیل إلى أخر دون تغییر، فنتكلم عن النقل المطابق للخبر الوراثي.

ΙΙΙ – الطبیعة الكیمیائیة للمادة الوراثیة. 

1 - الكشف عن الطبیعة الكیمیائیة للمادة الوراثیة.

 أ – تجربة Griffith) 1928 )

ب – تحلیل واستنتاج :

 التحلیل : 

• عند حقن فأر سلیم بالمكورات الرئویة S حیة، یلاحظ موت ھذا الفأر. (S بكتیریات حادة). 

• عند حقن فأر آخر سلیم بالمكورات R حیة، یلاحظ بقاء ھذا الفأر حیا. (R بكتیریات غیر حادة). 

• بعد تدمیر المكورات S وحقنھا لفأر سلیم، یلاحظ بقاء ھذا الفأر حیا. إذن، فالمكورات S المیتة فقدت قدرتھا الممرضة، بفعل فقدانھا للمحفظة. 

• عند حقن فأر سلیم بالمكورات S المیتة (غیر الممرضة)، والمكورات R ،یلاحظ موت ھذا الفأر. كما أن تحلیل عینة من دم ھذا الفأر المیت، كشف عن تواجد مكورات S حیة.

استنتاج :

 نستنتج أن العامل المسؤول عن موت الفأر، ھو تواجد المحفظة، حیث أن المكورات R التي لا تتوفر على المحفظة لا تؤثر على الفأر. 

نستنتج من التجربة الأخیرة لـ Griffith أن المكورات S الحیة التي تم الكشف عنھا في دم الفأر المیت، لا یمكن أن تنتج إلا عن تحول المكورات R الحیة إلى S حیة، ولتفسیر ھذا التحول افترض Griffith أن S المیتة، حولت R الحیة، إلى S حیة، وذلك عن طریق مادة نقلتھا إلیھا، سماھا Griffith : العلة المحولة Principe transformant 

ج – التحقق من فرضیة Griffith :

a – تجربة Avery  و مساعدوه : أنظر الوثیقة 8

b – تحلیل واستنتاج:

• نلاحظ أن العلة المحولة لا تتأثر بالأنزیمات المُحللة للبروتینات، والمحللة للدھون، والمحللة ل ARN . 

•  نلاحظ أن التحول البكتیري لا یحدث عند استعمال أنزیمات محلل ل ADN، (الحمض النووي الریبوزي ناقص الأكسجین Acide désoxyribonucléique) .كما أن حقن ADN البكتیریا S ،لبكتیریا R ،یحول ھذه الأخیرة إلى بكتیریا S حیة. 

نستنتج من ھذه المعطیات أن العنصر المسؤول عن تحویل البكتیریا R الحیة إلى بكتیریا S حیة، ھو ADN ،وبالتالي فالعلة المحولة ھي جزیئة ADN.

c – تفسیر آلیة التحول البكتیري : أنظر الرسم أسفلھ 

بعد موت المكورات S الحادة یتجزأ ADN إلى أجزاء صغیرة، فیدمج جزء من ADN المكورات S المیتة في ADN المكورات R الحیة، التي تصبح لھا القدرة على تركیب المحفظة المسؤولة عن المرض، وبالتالي تصبح مكورات S حیة. یعني ھذا نقل صفة وراثیة جدیدة من S إلى R.

د – دورة حیاة العاثیة Bactériophage : أنظر الوثیقة 9

* تتكون العاثیة من رأس (1 ) یحتوي على جزیئة الـ ADN ـ (2) ، وتحیط بھا طبقة بروتینیة تسمى الغمد (3 ) .تحتوي العاثیة كذلك على خییطات (4 )ومُسطح بھ أشواك (5 ) یُسھل عملیة تثبیتھا على البكتیریات.

* تتكاثر العاتیة على حساب البكتیریا، ویتم ذلك على مراحل ھي: 

  1.  تثبیت العاثیة على البكتیریا. 
  2.  تسرب جزیئة ADN العاثیة إلى سیتوبلازم البكتیریا. 
  3.  تضاعف ADN العاثیة وتلاشي ADN البكتیریا. 
  4.  تركیب مكونات العاثیة داخل البكتیریا.  تجمیع مكونات العاثیة وتركیب عاثیات جدیدة. 
  5.  انفجار البكتیریا وتحریر عاثیات جدد مشابھة للعاثیة الأصلیة.

* یتبین من دورة حیاة العاثیة أن ھذه الأخیرة تحقن فقط خبرھا الوراثي، المتمثل في جزیئة ADN ،لیتم تركیب عاثیات جدیدة مشابھة للعاثیة الأصلیة. وبذلك یتأكد أن ADN یمثل الخبر الوراثي.

ه – خلاصة :

انطلاقا من تجارب Griffith وAvery ومساعدیھ، إضافة إلى تجارب Hershey وChase یمكننا استخلاص أن لمادة الوراثیة الحاملة للخبر الوراثي ھي عبارة عن جزیئة ADN ،تتموضع في النواة وتنتقل عبر الصبغیات خلال الانقسام الخلوي.

2 -استخلاص مادة ADN من الخلایا والكشف عنھا. أنظر الوثیقة 10

تبرز نتائج تقنیة Feulgen أن جزیئة ADN مكون أساسي للصبغیات، وھي بذلك الحاملة للخبر الوراثي.

ملحوظة : بینت دراسات أخرى وجود جزیئة ADN على مستوى المیتوكندري والبلاستیدة الخضراء، لكنھا تتحكم فقط في بعض خصائص ھذه العضیات. 

IV – التركیب الكیمیائي لجزیئة ADN وبنیتھا. 

1 - المكونات الكیمیائیة لجزیئة ADN . أنظر الوثیقة 1

بینت حلمأة جزیئات ADN ،ذات مصادر مختلفة أنھا تتكون من ثلاثة عناصر ھي: 

  • حمض فوسفوري H3PO4. 
  • سكر خماسي ھو الریبوز ناقص أوكسجین C5H10O4.
  • قواعد ازوتیة .A ،T ،C ،G

و یمثل النیكلیوتید الوحدة الأساسیة لـ ADN

2 - بنیة جزیئة ADN 

 أ – نتائج أبحاث Chargaff : أنظر الوثیقة 12

 ب – تحلیل واستنتاج. 

نلاحظ بالنسبة لجمیع المتعضیات أن العلاقة A/T = G/C = 1 ،كما أن G + A) / (C+T) = 1)، وذلك لأن مقدار A یساوي مقدار T ،ومقدار C یساوي مقدار G .ھذه المعطیات تدعو للافتراض أن ھناك تكامل بین A وT من جھة وبین C وG من جھة أخرى. كما یمكن الإفتراض أن ھذه القواعد الآزوتیة مرتبطة فیما بینھا (A معT وC مع G ).

 ج – أنموذج WATSON وCRICK أنظر الوثیقة 13

انطلاقا من نموذج Watson وCrick ،یتبین أن جزیئة ADN ،ھي عبارة عن لولب مضاعف Double hélice ،حیث یتكون كل لولب من متتالیة من النیكلیوتیدات، والتي ترتبط فیما بینھا عن طریق الحمض الفسفوري بواسطة الكربون '5 لسكر الریبوز ناقص أكسجین للنیكلیوتید الأول والكربون '3 لسكر الریبوز ناقص أكسجین للنیكلیوتید الموالي، وھكذا إلى نھایة اللولب، وبالتالي تكون ھناك نھایتین حرتین: '3 و'5 ،ومن تم نصطلح على التوجیھ '5  -> ' 3 .وبما أن جزیئة ADN لولب مضاعف، فلكي یكتمل اللولبین یجب أن یكونا متضادا القطبیة. نقول إن لولبي ADN مضادا التوازي. یرتبط اللولبان بعضھما ببعض، بروابط ھیدروجینیة على مستوى القواعد الازوتیة. 

V – العلاقة بین الصبغین، الصبغیات، و ADN 

1 -بنیة الصبغین . أنظر الشكل أ من الوثیقة 14.

یعطي الشكل أ من الوثیقة 14 ،ملاحظة بالمجھر الالكتروني لصبغي استوائي، تمت معالجتھ بواسطة أنزیمات نوعیة تحلل البروتینات. انطلاقا من ھذه الملاحظة استخرج بنیة الصبغین.


 تبین الملاحظة المجھریة لصبغین خلیة أنھ یتكون من خییطات متشابكة، یبلغ قطر الواحد منھا 30nm ،وتسمى ھذه الخییطات خییطات نوویة Les nucléofilaments . بینت الدراسات أن الخییط النووي یتكون من جزیئة ADN ملولبة حول حبات من البروتینات، مكونة نكلیوزومات Nucléosomes ،كما نسمي ھذه البروتینات: ھیستونات Les histones .

2 -  بنیة الصبغیات . أنظر الشكل ب من الوثیقة 14.

إن للصبغین والصبغیات نفس التركیب الكیمیائي، إذ یعتبر ADN مكون مشترك بین الصبغین والصبغیات: 

• یلتف كل خییط ADN حول ھیستونات، فیشكل خییط نووي. 

• تتلولب الخییطات النوویة تلولبا طفیفا، فتشكل الصبغین. 

• عند دخول الخلیة في انقسام غیر مباشر، یزداد تلولب الخییط النووي حول نفسھ، فتظھر الصبغیات. ویصبح ھذا التلولب شدیدا وقصویا، في المرحلة الاستوائیة، مما یجعل الصبغیات جد واضحة. 

• في نھایة الانقسام تتم إزالة تلولب الخییطات النوویة للصبغیات، لتعود إلى حالة الصبغین.

3 -  العلاقة بین الصبغین، الصبغیات، و ADN

یلاحظ خلال الانقسام الخلوي، أنھ عندما تظھر الصبغیات، یختفي الصبغین، والعكس صحیح. كما أن للصبغین والصبغیات نفس التركیب الكیمیائي ( ADN + ھیستونات )، فھما إذن یمثلان عنصرا واحدا، یتغیر شكلھ حسب درجة تلولب الخییط النووي، وذلك حسب مراحل الدورة الخلویة. 

VI – آلیة مضاعفة جزیئة ADN 

1 - الكشف عن مضاعفة جزیئة ADN . أنظر الوثیقة 15.

1 - تسمیة المراحل: 

  •  I = مرحلة السكون، تدوم 8 ساعات، وتتكون من ثلاث فترات ھي: 
  •  G1 = فترة النمو الأولى، 
  • S = فترة التركیب / التضاعف. 
  • G2 = فترة النمو الثانیة. 
  •  M = الانقسام غیر المباشر، ویدوم ساعتین. 
  •  C = I+M = دورة خلویة، وتدوم 10 ساعات

2 - تتغیر كمیة ADN في نواة الخلیة خلال الدورة الخلویة على النحو التالي: 

 * خلال الفترة G1 من مرحلة السكون تبقى كمیة ADN مستقرة في القیمة q ،لتتضاعف خلال الفترة S وتمر من القیمة q إلى القیمة 2q .فتبقى مستقرة في القیمة 2q خلال الفترة G2 . 

 * خلال الانقسام غیر المباشر، تنخفض كمیة ADN ،لتمر من القیمة 2q إلى القیمة q ،بحیث أنھ خلال المرحلة التمھیدیة والاستوائیة، كمیة ADN مستقرة في القیمة 2q ،وفي المرحلة الانفصالیة والنھائیة، تصبح كمیة ADN مستقرة في القیمة q .

3 - ننسب للمرحلة G1 الشكل 4  وللمرحلة S الشكل 1  وللمرحلة. G2 الشكل 2 أما الأشكال ، 7 ،6 ،5 ،3 فتنسب المرحلة M ،أي الانقسام غیر المباشر،  (3 للمرحلة التمھیدیة، 5 للمرحلة الانفصالیة، 6 للمرحلة الاستوائیة، 7 للمرحلة النھائیة).

4 - تتكون الدورة الخلویة من مرحلتین: 

* مرحلة السكون، خلالھا تتضاعف كمیة ADN في نواة الخلیة، ومع تضاعف ADN تتضاعف الصبغیات حیث یصبح كل صبغي مكونا من صبیغیین. 

* مرحلة الانقسام غیر المباشر، خلالھا تنشطر الصبغیات على مستوى الجزيء المركزي، فتتشكل مجموعتان متماثلتان من الصبغیات، تحتوي كل واحدة على الكمیة q من ADN 

یتبین من ھذا أن الخلیة تضاعف كمیة ADN التي تتوفر علیھا، لتصل إلى القیمة 2q ،أثناء فترة السكون، ثم تعود بعد ذلك كمیة ADN إلى القیمة الأصلیة q أثناء المرحلة الانفصالیة للانقسام غیر المباشر.

2 - آلیة مضاعفة ADN 

 أ – تجربة Meselson و Stahl . أنظر الوثیقة 16 

1 - یتبین من المعطیات التجریبیة أن : 

  • الجیل G1 :كل الخلایا لھا 1717 =(d(ADN كثافة وسیطة بین ADN الثقیل 1724 وADN الخفیف 1 710 (واعتبر ھذا الـ ADN ھجینا. 
  •  الجیل G2 : من  %50 الخلایا لھا ADN ھجین و % 50 لھا AND خفیف. 
  •  الجیل G3 : من %25 الخلایا لھا ADN ھجین و % 75 لھا AND خفیف. 

بناءا على ھذه النتائج، فان بنیة وكثافة ADN الجیل الأول G1 لا یمكن تفسیرھا إلا باعتبار كون نصف جزیئة ADN الجیل الأول تتوفر على 14N والنصف الآخر على 15N

وبنیة وكثافة ADN الجیل الثاني G2 لا یمكن تفسیرھا إلا باعتبار كون نصف الجزیئات یطابق ADN الجیل الأول، والنصف الآخر من الجزیئات لا یتوفر إلا على 14N فقط.

2 - من خلال ملاحظة النتائج المحصل علیھا في تجربة Meselson وStahl ،یتبین أن النموذج نصف المحافظ ھو الملائم لتفسیر آلیة مضاعفة ADN .أنظر الرسم أسفلھ: 

ب – تجربة Taylor . أنظر الوثیقة  18

1 - التیمیدین مكون لـ ADN ،یحتوي على التیمین كقاعدة ازوتیة، وتم استعمالھ مشعا لرصد إدماجھ في جزیئة ADN. الكولشیسین مادة توقف الانقسام غیر المباشر في المرحلة الاستوائیة، حیث تكون الصبغیات جد واضحة، مما یمكن من ملاحظتھا وتحدید نشاطھا الإشعاعي. 

2 - مباشرة بعد المعالجة بالتیمیدین المشع، نلاحظ أن كل الصبغي یظھر نشاطا إشعاعیا. بعد مدة زمنیة من المعالجة تقابل دورة خلویة، نلاحظ أن أحد صبیغیي الصبغي یكون مشعا، والأخر غیر مشع. بعد مدة زمنیة تقابل دورتین خلویتین، نلاحظ أن نصف الصبغیات یكون غیر مشع، والنصف الأخر یتكون من صبیغیات مشعة وصبیغیات غیر مشعة. 

3 - تفسر نتائج ھذه التجربة بكون كل لولب من لولبي ADN ،یعمل كقالب یشید علیھ لولب مكمل، مما ینتج عنھ تكون جزیئتین متماثلتین لجزیئة ADN الأصل. ویلاحظ أنھ أثناء المضاعفة یتم الاحتفاظ على نصف كل جزیئة أصلیة، لذلك نتكلم عن التركیب النصف محافظ.Semi conservatif .أنظر الرسم أسفلھ.

ج – التضاعف النصف محافظ لجزیئة ADN . أنظر الوثیقة 19

یتطلب تركیب ADN جزیئة أصلیة، ونیكلیوتیدات حرة، وأنزیمات، وطاقة. ویتم التركیب الإحیائي لـ ADN على الشكل التالي:

* تحت تأثیر أنزیم خاص، یتم تفریق اللولبین المكملین، بانفصال الروابط الھیدروجینیة الرابطة بین القواعد الازوتیة، وبذلك تظھر مناطق افتراق اللولبین على شكل عیون النسخ (الشكل أ). 

* بلمرة تدریجیة للنكلیوتیدات تحت تأثیر أنزیم ADN بولیمیراز، حیث یستعمل كل شریط قدیم كنموذج لتشیید شریط جدید، وذلك مع احترام تكامل القواعد الازوتیة مع تلك المتواجدة في اللولب الأصلي، A مع T وC مع G الشكل ب، نتكلم عن النسخ الجزیئي لـ ADN.  

تتم استطالة الشریطین الجدیدین في الاتجاھین على مستوى عین النسخ، (الشكل ج) مما یؤدي إلى اتساعھا، فتلتحم ببعضھا البعض لیتم الحصول على جزیئتین بنتین من ADN ،كل واحدة تتكون من شریط قدیم، ورثتھ من الجزیئة الأصلیة، مع شریط جدید (الشكل د).  

ملحوظة : بعد تدخل الھیلیكاز، الذي یقوم بفصل شریطي الـ ADN الأصلیین، یتدخل أنزیمین ADN بولیمیراز، یعملان على تركیب الشریطین الجدیدین. بما أن الھیلیكاز یتجھ في منحى واحد، وبما أن شریطي الـ ADN متعاكسا التوازي، فإن أنزیمي الـ ADN بولیمیراز سیكون لھما منحیان مختلفان: أحدھما سیكون لھ نفس منحىالھیلیكاز، نتحدث عن استطالة متواصلة. بینما الأنزیم الآخر سیكون لھ منحى معاكس لمنحى الھیلیكاز، نتحدث عن استطالة متقطعة.


reaction:

تعليقات